(57)【要約】【課題】  透過法により正確に構造物の健全度を診断する。【解決手段】  断面が矩形である構造物３において、第１の面に送信探触子５を設置する。第１の面に直交する第２の面に受信探触子９を設置する。送信探触子９は超音波を発信する。発信された超音波は、構造物３の躯体内を透過し、受信探触子９によって受信される。受信探触子９で受信した信号は、受信部１９において信号処理され、構造物３内を伝わる超音波の伝播速度によって、構造物３の健全度が判定される。【選択図】  図１
2007033141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側又は受信側となる１対の超音波探触子のうちの１方を、構造物の第１の面に設置し、他方を、前記面と、所定の角度をなす第２の面に設置し、
送信側の超音波探触子から超音波を前記構造物内に向けて発し、受信側の超音波探触子で受信し、
前記受信側の超音波探触子で受信した信号を処理して前記構造物の健全度を診断することを特徴とする構造物の健全度診断方法。
【請求項２】
送信側又は受信側となる１対の超音波探触子のうちの１方を、構造物の第１の面に設置し、他方を、前記面と、所定の角度をなす第２の面に設置し、
送信側の超音波探触子から超音波を前記構造物内に向けて発し、受信側の超音波探触子で受信し、
前記受信側の超音波探触子で受信した信号の大きさに基づいて前記構造物の健全度を診断することを特徴とする構造物の健全度診断方法。
【請求項３】
前記第１の面と前記第２の面とは、ほぼ直交することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の健全度診断方法。
【請求項４】
前記構造物は断面が矩形であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の健全度診断方法。
【請求項５】
前記構造物は円筒状の構造物であり、前記第１の面と前記第２の面は、前記円筒の異なる接面であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の健全度診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の健全度診断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、橋台等の構造物の健全度を診断する方法として、超音波探触子を設置し、超音波探触子から発信した超音波（弾性波）を試験物中に伝播させ、その超音波の反射波を解析して、健全度を診断する方法がある。即ち、超音波探触子によって超音波を発生させ、その反射波の速度等によって構造物の健全度を診断していた。
【０００３】
ところで、超音波探触子による診断法には超音波を送信した超音波探触子と同一の超音波探触子で受信する反射法と、異なる超音波探触子で受信する透過法がある。
【０００４】
透過法の場合、構造物を挟み込む形で相対する位置に設置された２基の超音波探触子を用いる必要がある。橋台のように片面にしか探触子を設置できないような構造物に対して超音波法による健全度診断を行うには、超音波探触子を設置できる箇所に制約があり、反射法によらざるを得なかった（例えば、［特許文献１］参照）。
【特許文献１】特開２００３−２５４９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、反射法の場合、送信する超音波探触子と受信する超音波探触子が同一であるために、受信される反射波に送信波のノイズが重なり合って複数の反射波を形成し、躯体境界面からの反射波の識別が困難な場合がある。また、躯体境界面までの距離を折り返すことにより構造物中を超音波が進む距離が２倍となる。そのために、波が減衰し、反射波を正確に測定することは困難となり、構造物の材質の劣化や、構造物中の傷を判別するには不十分であるという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、透過法により正確に構造物の健全度を診断できる健全度診断方法を提供することにある。
【０００７】
前述した目的を達成するために第１の発明は、送信側又は受信側となる１対の超音波探触子のうちの１方を、構造物の第１の面に設置し、他方を、前記面と、所定の角度をなす第２の面に設置し、送信側の超音波探触子から音波を前記構造物内に向けて発し、受信側の超音波探触子で受信し、前記受信側の超音波探触子で受信した信号を処理して前記構造物の健全度を診断することを特徴とする構造物の健全度診断方法である。
【０００８】
構造物は、例えば断面が矩形であり、第１の面と第２の面とは、ほぼ直交する。また、円筒状の構造物も対象となり、この場合、第１の面と第２の面は、前記円筒の異なる接面となる。
【０００９】
また、第２の発明は、送信側又は受信側となる１対の超音波探触子のうちの１方を、構造物の第１の面に設置し、他方を、前記面と、所定の角度をなす第２の面に設置し、送信側の超音波探触子から音波を前記構造物内に向けて発し、受信側の超音波探触子で受信し、前記受信側の超音波探触子で受信した信号の大きさに基づいて前記構造物の健全度を診断することを特徴とする構造物の健全度診断方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、透過法を用いて構造物の健全度を診断するので、正確に構造物の健全度を診断することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下図面に基づいて、本発明の１実施形態に係る健全度診断システム１を詳細に説明する。図１は健全度診断システム１の概略図である。図２は、健全度診断システム１の構成を示すブロック図である。
【００１２】
図１では、超音波診断の対象となる構造物３において、第１の面に送信探触子５が設置される。送信探触子５が設置された面と直交する第２の面に受信探触子９が設置される。送信探触子５は送信部７に接続され、受信探触子９は受信部１１に接続される。構造物３としては、コンクリート、モルタル、煉瓦等の構造物が対象となる。
【００１３】
図２に示すように、健全度診断システム１は、送信探触子５、受信探触子９、送信部７、受信部１１から構成される。
【００１４】
送信部７は、信号発生器１３、信号増幅部（アンプ）１５等から構成される。信号発生器１３は所定の信号を発生する。信号増幅部（アンプ）１５は、信号発生器１３で発生した信号を増幅する。送信探触子５は、圧電振動子（図示せず）を備え、信号増幅部（アンプ）１５から信号が送られると圧電振動子が振動し、構造物３内部に超音波を送信する。
【００１５】
受信探触子９は、圧電振動子（図示せず）を備え、構造物３内部を伝わる超音波を受信すると、この超音波に応じた電圧を発生する。受信部１１は、信号増幅部（アンプ）１７、オシロスコープ１９、パソコン２１等から構成される。信号増幅部（アンプ）１７は、受信探触子９の出力信号を増幅する。オシロスコープ１９は信号増幅部（アンプ）１７の出力信号の波形を表示する。パソコン２１は信号増幅部（アンプ）１７の出力信号を処理し、各種分析を行う。
【００１６】
次に健全度診断システム１の診断手順について説明する。送信部７の信号発生器１３から信号が発生すると、送信探触子５は構造物３内部に向けて超音波を発する。受信探触子９は、構造物３内を伝播する超音波を受信し、受信された信号は受信部１１の信号増幅部（アンプ）、オシロスコープ１９等に送られる。そしてパソコン２１等を用いて、構造物３内を伝わる超音波の伝播速度等が算出され、構造物３の健全度が判定される。
【００１７】
健全度は、躯体の中の超音波の平均的な伝播速度を算出して、それによって判定される。伝播速度が速いほど、構造物の強度が高いと判定される。尚、本出願人は、超音波の速度を用いて構造物の健全度を診断している（［非特許文献１］参照）。
【００１８】
【非特許文献１】財団法人  鉄道総合技術研究所“レンガ・石積み、無筋コンクリート構造物の補修、補強の手引き”
【００１９】
次に図３を参照しながら、健全度診断システム１における受信探触子９の設置可能範囲について説明する。図３は健全度診断システム１における受信探触子９の設置可能範囲を示す図である。
【００２０】
送信探触子５より発信される超音波の径、即ち横幅の大きさをρとする。超音波は、送信探触子５の送信点より（１）式のＬで示される距離を置いた位置から、破線で示すように扇状に拡がって進む。
Ｌ＝ρ２／４λ・・・（１）
ここで、λは送信波の波長を示している。
【００２１】
送信探触子５の設置された構造物３の第１の面に対し、受信探触子９は設置可能範囲３１で示される部分に設置が可能となる。破線の外側の部分は超音波を受信することができないため、受信探触子９は破線の内側の部分に設置する。
【００２２】
尚、超音波の伝播の角度θは、送信探触子５の種類、構造物３の材質等によって異なる。
【００２３】
このように、本実施形態では、送信探触子５から発せられる超音波が、受信探触子９で受信され、伝播速度が算出され、構造物３の健全度が診断される。そして、透過法が用いられるので、正確に構造物３の健全度を判定することができる。
【００２４】
尚、構造物は箱型に限らず、円筒形でもよい。図４は構造物４１の平面図を示しているが、図４に示すように構造物４１は円筒の形状を成す。送信探触子５と受信探触子９は異なる接面に設置される。円筒形の接面における設置可能範囲内に２基の探触子を設置する。つまり、送信探触子５から発信される超音波の伝播範囲内であれば受信探触子９を設置することができる。
【００２５】
この場合も前述した実施形態と同様に、送信部７で信号が発生すると、送信探触子５から超音波が構造物４１内部に送られ、受信探触子９によって受信される。受信探触子９で受信した信号は受信部１１に送られ、構造物４１内の超音波の伝播速度等が算出され、構造物４１の健全度が判定される。
【００２６】
また、健全度診断システム１の診断手順の別の方法について説明する。送信部７の信号発生器１３から信号が発生すると、送信探触子５は構造物３内部に向けて超音波を発する。受信探触子９は、構造物３内を伝播する超音波を受信し、受信された信号は受信部１１の信号増幅部（アンプ）、オシロスコープ１９等に送られる。パソコン２１は、受信部１１が受信した信号の大きさ、即ち、超音波が構造物３を伝播することによって減衰する割合に基づいて構造物３の健全度を判定する。
【００２７】
さらに、構造物４１の場合においても、送信部７で信号が発生すると、送信探触子５から超音波が構造物４１内部に送られ、受信探触子９によって受信される。受信探触子９で受信した信号は受信部１１に送られ、パーソナルコンピュータが受信した信号の大きさに基づいて構造物４１の健全度を判定する。
【００２８】
また、受信部１１が受信した信号のスペクトラムを用いて構造物３や構造物４１の健全度を判定してもよい。
【００２９】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る健全度診断システム等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】健全度診断システム１の第１の実施形態に係る概略図
【図２】健全度診断システム１の構成を示すブロック図
【図３】健全度診断システム１における受信探触子９の設置可能範囲を示す図
【図４】健全度診断システム１の第２の実施形態に係る概略図
【符号の説明】
【００３１】
１………健全度診断システム
３………構造物
５………送信探触子
７………送信部
９………受信探触子
１１………受信部
【図１】
2007033141.tif 000003
【図２】
2007033141.tif 000004
【図３】
2007033141.tif 000005
【図４】
2007033141.tif 000006